Forschung mit Neutronen

Die Forschung mit Neutronen ist ein Arbeitsgebiet der Physik, in dem Neutronenstrahlung aus einer radioaktiven Quelle, einem Forschungsreaktor oder einer Spallationsneutronenquelle eingesetzt wird, um Materialproben zu untersuchen.^[1][2][3]

Teilgebiete

Die Forschung mit Neutronen umfasst insbesondere:

• die Neutronenstreuung mit ihren zwei Untergebieten
  • Neutronenbeugung für Strukturuntersuchungen
  • inelastische Neutronenstreuung als Spektroskopie
• bildgebende Verfahren:
  • Radiographie,
  • Tomographie.
• Aktivierungsanalyse
  • Prompte Gamma-Aktivierungsanalyse

Forschungseinrichtungen

Neutronenstreuung wird an Forschungsreaktoren und Spallationsneutronenquellen betrieben. Für Forschung in kleinerem Maßstab kann man als Neutronenquelle beispielsweise eine Americium-Beryllium-Quelle oder eine Californiumquelle verwenden. An entsprechenden Großforschungseinrichtungen steht dagegen ein Forschungsreaktor oder ein Teilchenbeschleuniger mit Spallationstarget zur Verfügung. Bedeutende Forschungszentren für Neutronenstreuung sind

• In Europa
  • das Institut Laue-Langevin in Grenoble (gegründet 1967, Reaktorbetrieb seit 1972)
  • das Laboratoire Léon Brillouin im Centre d’Etudes nucléaires de Saclay bei Paris
  • die Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz in Garching (Reaktorbetrieb seit 2004)
  • das Paul Scherrer Institut in Villigen AG in der Schweiz (Spallationsquelle SINQ)
  • das Rutherford Appleton Laboratory bei Oxford (Spallationsquelle ISIS)
  • das Budapest Neutron Center am Atomic Energy Research Institute in Budapest in Ungarn
  • das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie in Berlin (Reaktor BER II, bis 2019)
  • der Forschungsreaktor Geesthacht am GKSS-Forschungszentrum (bis 2010)
  • der Forschungsreaktor Jülich II im Forschungszentrum Jülich bei Jülich (bis Mai 2006)

• In Amerika
  • das NIST in Gaithersburg MD bei Washington DC
  • der High Flux Isotope Reactor und die Spallation Neutron Source am Oak Ridge National Laboratory nahe Knoxville, Tennessee
  • der High Flux Beam Reactor und der Brookhaven Graphite Research Reactor am Brookhaven National Laboratory, historisch bedeutend, inzwischen beide stillgelegt
  • die Intense Pulsed Neutron Source am Argonne National Laboratory in Argonne, Illinois (Spallationsquelle, Betrieb seit 1981)
  • das Lujan Neutron Scattering Center am Los Alamos National Laboratory in Los Alamos, New Mexico (Spallationsquelle)
  • Chalk River Laboratories (Kanada), historisch bedeutend (Bertram Brockhouse)

• In Australien
  • Die Australian Nuclear Science and Technology Organisation betrieb den historischen Reaktor HIFAR und brachte 2007 eine der modernsten Neutronenstreueinrichtungen OPAL in Betrieb

• In Russland
  • der gepulste Reaktor IBR-2 am Frank Laboratory of Neutron Physics, Vereinigtes Institut für Kernforschung in Dubna bei Moskau (Reaktorbetrieb seit 1984)^[4]
  • der WWR-M-Reaktor am Petersburg Nuclear Physics Institute in Gatchina bei St. Petersburg (Reaktorbetrieb seit 1959, immer wieder erneuert)^[5]

Weiteres

In Deutschland existiert ein ständiges Komitee Forschung mit Neutronen, um die Forschung überregional zu koordinieren und zu fördern.

Literatur

• Wolfgang Gläser: Einführung in die Neutronenphysik. Karl Thiemig, München (1973).
• Neutron News, Zeitschrift für die Fachcommunity, Taylor&Francis, 1990- [1]

Einzelnachweise

1. ↑ Forschungszentrum Jülich - Forschung mit Neutronen. Abgerufen am 6. Juni 2019. 
2. ↑ Urknall, Weltall und das Leben: Forschung mit Neutronen • Spallationsneutronenquelle ESS • Live im Hörsaal | Andreas Schreyer. 22. März 2019, abgerufen am 6. Juni 2019. 
3. ↑ Broschüren - Broschüren & Filme - Aktuelles & Presse - MLZ - Heinz Maier-Leibnitz Zentrum. Abgerufen am 6. Juni 2019. 
4. ↑ IBR-2. Abgerufen am 6. Juni 2019. 
5. ↑ PNPI - Europe - Neutron Centres - Neutronsources. Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 6. Juni 2019; abgerufen am 6. Juni 2019.